在之前一篇文章《Java设计模式之六大设计原则》中说到了,设计模式是为了增强代码的可复用性,可拓展性,可维护性,灵活性。也说到几个设计模式的理论知识。这篇文章中主要讲一下Iterator设计模式,贯穿一种面向接口编程的思想,并且印证设计原则。
我们以一个书架的遍历为例子来讲解说明。现在,我希望定义一个简单的书架,这个书架上可以放书,还需要能遍历这个书架。我们先来看看传统的设计思想。如果按普通的面向实现的编程思想,这很简单。首先,定义一个书架BookShelf类,在这个类中有一个数组books,用于存放书籍。还有一个用于添加书籍的方法appendBook方法,在这个方法中把添加进来的书籍存放到数组中。再有一个getBooks方法返回存放书籍的对象books数组,然后就可以去for循环遍历这个books数组,或者提同一个getBookAt方法直接根据下标来获取书籍,这就达到了我们的目的。这儿就不再写这种代码了,有兴趣的朋友可以自己写一份出来,跟下面的示例代码进行比较。
然而我今天讲的并不是这么简单的用这种面向实现的方式去实现,因为种编码方式写出来的代码可维护性,灵活性,可复用性很差。因为数组是定长的,不灵活,如果有一天,突然不能用数组去存放书籍了,而是用List集合存放书籍,那可以想一下,我们需要改哪些东西。首先我们需要改书架BookShelf这个类,然后还要更改BookShelf的调用者,这种方式绝对不可取。为什么不可取,我们来看一看瞧一瞧。
我们先来看看另一种设计思想,再看代码,然后再来说为啥这样用不好。 首先我们来看,这儿的书架BookShelf类有两个功能。第一,存放书籍。第二,遍历书籍。为了单一职责法则,我想把书架的功能细化,那我就要将遍历书籍这个功能独立出来,用一个迭代器去实现这个功能,并且增加接口来实现。将传统的面向实现过程编程转变为面向接口和抽象编程。这样就弱化了类之间的耦合性,增强了代码的复用性,可维护性和灵活性。 我们再来看看具体实现,首先我需要定义一个Iterator接口,实现该接口的类用于迭代书架。该接口很简单,有两个个抽象方法,hasNext方法和next方法,用于判断是否还有下一个元素,返回下一个函数。
/** * Created by PICO-USER on 2017/3/8. */ public interface Iterator { public abstract boolean hasNext(); public abstract Object next(); } 接着定义一个Aggregate接口,实现该接口的类,可以返回一个Iterator迭代器。iterator方法返回一个迭代器。 /** * Created by PICO-USER on 2017/3/8. */ public interface Aggregate { public abstract Iterator iterator(); } 现在就需要一个书籍Book类,可以返回书籍的名称。该类就是一个简单的model。 /** * Created by PICO-USER on 2017/3/8. */ public class Book { private String bookName; public Book(String bookName) { this.bookName = bookName; } public String getBookName() { return bookName; } } 我们有了一个迭代器接口,并且BookShelf也打算把遍历功能给迭代器管理了。那现在我们还需要一个具体的迭代器类BookShelIterator,这个类就是用于遍历功能的管理了,实现了Iterator接口,实例化该类的时候,需要提供一个BookShelf类的对象,用于管理这个对象的一切遍历工作。 /** * Created by PICO-USER on 2017/3/8. */ public class BookShelfIterator implements Iterator { private BookShelf bookShelf; private int index; public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) { this.bookShelf = bookShelf; } @Override public boolean hasNext() { if (index < bookShelf.getLength()) { return true; } return false; } /** * 该方法返回当前这本书,并把下标指向下一本书 * @return */ @Override public Object next() { Book book = bookShelf.getBookAt(index); index++; return book; } }最后需要一个书架BookShelf类,该类实现了Aggregate接口,因为我们需要遍历书架上的书籍,并且将遍历的功能赋予了迭代器,所以需要一个暴露出迭代器对象用于遍历,注意这儿很关键。我们这儿将遍历的功能给了迭代器,达到了将遍历的功能独立出来的效果,这样就达到了单一原则和迪米特法则。我们不用去操作BookShelf中的任何数据和任何方法就能遍历书架,有人想问,你都iterator返回一个迭代器了,你还说没有调用他的方法,注意了,我们这儿是接口Aggregate的方法,他只是去实现了而已,并且我们不需要去操作他的数组或者getBookAt方法了啊!也就是说不论你BookShelf中怎么变,只要你能给我一个迭代器,调用者不需要你的任何东西,调用者就能实现遍历功能。
/** * Created by PICO-USER on 2017/3/8. */ public class BookShelf implements Aggregate { // private Book[] books; private List<Book> books; private int last; /*public BookShelf(int capacity) { books = new Book[capacity]; }*/ public BookShelf() { books = new ArrayList<>(); } /*public void appendBook(Book book) { books[last] = book; last++; }*/ public void appendBook(Book book) { books.add(book); last++; } /* public int getLength() { return books.length; }*/ public int getLength() { return books.size(); } /*public Book getBookAt(int index) { return books[index]; }*/ public Book getBookAt(int index) { return books.get(index); } @Override public Iterator iterator() { return new BookShelfIterator(this); } } 最后来看看调用的代码:很简单就是先往书架上放书,然后遍历。 public class IteratorRun { public static void main(String[] args0) { BookShelf bookShelf = new BookShelf(); bookShelf.appendBook(new Book("Around the world in 80 day")); bookShelf.appendBook(new Book("Bible")); bookShelf.appendBook(new Book("Cinderella")); bookShelf.appendBook(new Book("Daddy-Long-Legs")); bookShelf.appendBook(new Book("Snow White and the Seven Dwarfs")); Iterator iterator = bookShelf.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Book book = (Book) iterator.next(); System.out.print(book.getBookName() + "\n"); } } } 可以看到上面BookShelf中有一些注释掉的代码,并且还有同名的方法在用,那是因为注释掉的代码是用于用数组存放书籍的情况。正在用的代码是用List存放书籍。这儿看到了吗?我没有修改出BookShel之外的任何代码就实现了数组和List的切换。这就是代码的复用性,可维护性,灵活性的体现。